Một số giải pháp tiết kiệm điện năng hiệu quả

Trong các phương án để nâng cao hiệu quả sử dụng điện năng thì phương án đầu tư đổi mới công nghệ sang sử dụng một công nghệ sản xuất mới với mức tiêu hao năng lượng thấp hơn là phương án tốt nhất về mặt kỹ thuật. Tuy nhiên phương án này không phải lúc nào cũng là phương án khả thi khi xem xét tới các bài toán kinh tế và năng lực tài chính của mỗi doanh nghiệp. 

1. Tiết kiệm điện trong chiếu sáng

Giải pháp đơn giản nhất là tận dụng các nguồn sáng tự nhiên, giảm thiểu việc sử dụng thiết bị chiếu sáng. Tuy nhiên khi bắt buộc phải sử dụng nguồn sáng nhân tạo thì có các giải pháp sau:

 

Sử dụng 1 bóng đèn compact tiết kiệm bằng 9 bóng đèn sợi đốt

 

-  Sử dụng thiết bị chiếu sáng có hiệu suất phát sáng cao

 

Giải pháp chiếu sáng được khuyến nghị hiện nay là sử dụng đèn huỳnh quang và đèn huỳnh quang compact. Thực tế do phải tiêu tán công suất cho các thiết bị phụ nên hiệu suất của đèn huỳnh quang vào khoảng 12% và đèn huỳnh quang compact vào khoảng 15%. Do có dải chiếu sáng rộng nên đèn huỳnh quang được sử dụng để chiếu sáng các không gian rộng như phòng họp, hội trường, nhà xưởng còn đèn huỳnh quang compact được sử dụng cho chiếu sáng trong không gian hẹp hoặc làm chiếu sáng công cộng. Nhược điểm là nó có chứa thủy ngân nên cần một chế độ thu gom và tiêu hủy đèn hỏng đặc biệt.

 

Giải pháp chiếu sáng có hiệu suất cao nhất hiện nay là chiếu sáng sử dụng đèn LED (Light Emiting Diode). Hiệu suất phát sáng của đèn loại tốt có thể lên tới 35%.

 

-  Sử dụng thiết bị điều khiển để nâng hiệu suất của đèn huỳnh quang

 

Khi phân tích hoạt động của đèn huỳnh quang dạng ống người ta nhận thấy tính chất đặc biệt của đèn này sau khi mồi là giảm điện áp cấp vào đèn sẽ làm giảm công suất tiêu thụ nhưng cường độ phát sáng thì giảm không đáng kể. Cụ thể là khi điện áp giảm còn 80% điện áp định mức, công suất tiêu thụ sẽ giảm còn 70% định mức trong khi cường độ sáng của đèn chỉ giảm 5% (còn 95% cường độ sáng định mức), có nghĩa là hiệu suất phát sáng của đèn tăng lên. Dựa vào tính chất đặc biệt này người ta đã chế tạo ra các bộ tiết kiệm điện sử dụng cho đèn huỳnh quang để thực hiện việc giảm công suất tiêu thụ của đèn sau khi đèn mồi xong. Có các bộ tiêu chuẩn chế tạo cho 10 , 20 và 50 đèn 40W. Nhược điểm lớn nhất của phương án tiết kiệm điện cho đèn huỳnh quang dùng bộ điều khiển này là hệ thống đèn phải được cấp điện riêng.

 

 

Bộ điều khiển đèn huỳnh quang phải được cấp điện riêng

 

- Ứng dụng hệ thống BMS trong tiết kiệm điện năng 

Hệ thống BMS (Building Management System) sẽ điều khiển quá trình thông gió ở mức tối ưu, giảm được tối thiểu sự mất mát nhiệt (vào mùa đông) và lạnh (vào mùa hè) đồng thời vẫn đảm bảo yêu cầu thông gió. Việc lựa chọn được một chiến lược điều khiển tốt sẽ đảm bảo được các yêu cầu của hệ thống HVAC đồng thời giảm tải cho hệ thống làm lạnh và điều hòa không khí dẫn tới tiết kiệm được năng lượng điện tiêu thụ. Một trong những mục tiêu cơ bản vẫn là loại bỏ mùi, cacbon dioxide (nồng độ CO2 dưới 1000ppm) và các ô nhiễm khác sinh ra do con người thải ra và các hoạt động khác (như của máy in, máy photocopy,…) trong tòa nhà.

2. Sử dụng biến tần có tiết kiệm điện không?

Biến tần là thiết bị điều khiển động cơ điện xoay chiều bằng cách biến đổi tần số nguồn điện cấp cho động cơ. Biến tần sẽ cung cấp điện năng cho động cơ đúng theo yêu cầu hoạt động của động cơ bằng các thiết bị bán dẫn theo kết quả tính toán của các thuật toán điều khiển nên nó đạt hiệu suất khá cao. Tuy nhiên, mặc dù hiệu suất là khá cao thì bản thân biến tần là thiết bị điện tử nên nó cũng phải tiêu hao năng lượng và do tổn thất của các thiết bị biến đổi bán dẫn nên hiệu suất của nó không thể đạt tới 100% được. Hơn nữa khi lắp đặt biến tần ta sẽ phải tiêu hao năng lượng cho các thiết bị phụ như điều hòa không khí, quạt thông gió,… Chính vì vậy, việc sử dụng biến tần cần có sự cân nhắc thận trọng, chỉ sử dụng trong các trường hợp sau:

-  Đối với các ứng dụng mà yêu cầu công nghệ cần điều khiển tốc độ hoặc momen động cơ điện thì việc sử dụng biến tần sẽ hiệu quả hơn các phương pháp điều khiển khác như điều khiển điện áp, điều khiển điện trở rotors,… và nó sẽ tiết kiệm năng lượng hơn.

 

- Đối với các ứng dụng sử dụng động cơ quay với tốc độ định mức còn điều khiển sử dụng phương pháp điều khiển khác như dùng các cửa chặn (dampers), van chặn, van tuần hoàn,… thì có thể xem xét ứng dụng biến tần phối hợp điều khiển tốc độ và các phương pháp điều khiển trên để tiết kiệm điện năng. Cần lưu ý là trừ trường hợp của van tuần hoàn còn khi các cửa chặn và van đóng lại cũng làm giảm công suất tiêu thụ trên động cơ nên việc trang bị biến tần vào có tiết kiệm được không và tiết kiệm được bao nhiêu thì cần phải có sự khảo sát và tính toán kỹ lưỡng.

 

Sử dụng Biến tần trong nhà máy thủy điện

EMIN phân phối Biến tần chính hãng Siemens, Schneider, ABB, LS, Panasonic, Fuji. Chi tiết thông số kỹ thuật xem tại đây

3. Các giải pháp tiết kiệm điện khác

- Hoàn trả năng lượng về lưới

 

Trong các hệ thống truyền động sử dụng động cơ điện năng lượng điện được biến đổi thành cơ năng phục vụ cho yêu cầu công nghệ. Trong quá trình đó một phần năng lượng được tích lũy dưới dạng thế năng như trong các thiết bị nâng hạ hoặc động năng của các máy. Khi thay đổi chế độ làm việc thì năng lượng này cần phải được giải phóng. Ví dụ khi thiết bị nâng hạ chuyển từ chế độ nâng sang chế độ hạ tải thì thế năng tích lũy được trong quá trình nâng cần phải được giải phóng, hoặc khi máy xeo giấy giảm tốc độ thì động năng tích lũy trong các lô của máy giấy cần phải được giải phóng. Phần năng lượng cần giải phóng này thường được biến thành nhiệt năng và thoát ra ngoài môi trường thông qua các phanh hãm cơ hoặc điện trở hãm lắp vào biến tần. Một giải pháp tiết kiệm điện năng trong trường hợp này là hoàn trả phần năng lượng này trở lại lưới bằng cách lắp bộ hãm tái sinh vào mạch một chiều trung gian của biến tần hoặc thay thế biến tần bằng loại biến tần có thể hoạt động được cả ở bốn góc phần tư (biến tần 4q).

 

-  Giảm tổn hao trên động cơ bằng thiết bị điều khiển

 

Đối với các ứng dụng truyền động sử dụng động cơ không đồng bộ không cần điều khiển, điều chỉnh tốc độ hoạt động trong chế độ non tải như đã nói ở trên hoặc có chu kỳ có tải và không tải thì có thể tiết kiệm điện bằng thiết bị điều khiển để giảm từ thông khi động cơ hoạt động non tải. Ví dụ như trong các máy ép nhựa, khi hành trình ép thì động cơ hoạt động đầy tải còn hành trình lùi động cơ hoạt động gần như không tải. Bộ điều khiển tiết kiệm điện sẽ tự động cảm nhận chế độ làm việc của động cơ và thực hiện tiết giảm điện áp đặt vào động cơ 

- Thay thế động cơ bằng động cơ thế hệ mới có hiệu suất cao hơn

 

 Sử dụng các động cơ có lớp hiệu suất eff1 (hay động cơ hiệu năng cao) theo tiêu chuẩn châu Âu thay thế cho các động cơ thế hệ cũ. Các động cơ thuộc lớp hiệu suất eff1 có hiệu suất trên 91% trong khi các động cơ thuộc lớp hiệu suất eff3 có hiệu suất nhỏ hơn 88%.

 

- Vấn đề quản lý vẫn là then chốt

 

Để có thể kiểm soát được mức độ tiêu hao điện năng đến từng ca, từng tổ và từng máy sản xuất ta có thể trang bị các thiết bị đo đếm điện thông minh và thiết lập một mạng giám sát (SCADA). Các thiết bị này hiện nay có bán trên thị trường với các chuẩn truyền thông công nghiệp như Profibus, RS485 sẽ cho phép ta kết nối các thiết bị đo đếm thông minh thành mạng. Thông qua một máy tính kết nối với mạng truyền thông này người quản lý có thể giám sát được mức tiêu hao điện năng của từng khu vực và công đoạn sản xuất tới từng ca sản xuất để từ đó có cái nhìn tổng quan về mức độ tổn thất năng lượng của toàn doanh nghiệp và từ đó có những điều chỉnh hợp lý.